【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及市政排水，尤其涉及一種管網分級方法、系統、設備及存儲介質。
技術介紹
1、隨著城市化不斷發展，一個城市區域往往包含數以百萬計的地下排水管線與節點，且不同時期建造的排水管網具有不同的特點。面對數量眾多、結構差異性大、復雜度高的排水管網，缺乏管網分級排序往往使得研究人員無法區分重點管道，因此無法對排水管網進行有效的管理與維護。同樣，在城市水文模型建模中，未分級的管網數據使得研究人員無法將一個復雜的管網整體簡化為若干個子系統進行模擬，顯著降低了模型的運行效率與計算速度。因此無論是管理層面對城市排水系統進行水資源管理，還是系統應用層面對城市水文系統進行建模分析，都離不開對排水管網的分級排序。
2、現有技術大多使用廣度優先遍歷算法對城市的排水管網進行拓撲分級，從而將整個管網劃分為不同的空間與功能等級。但是由于現實排水管網中存在管道成環的情況，排水管網并非理想的樹狀結果，因此采用現有技術大多的方式判斷管段的上下游，容易出現節點上下游關系判斷錯誤的問題。實際作業時，為了確保拓撲分級結果的準確性，往往還需要人工對分級結果進行檢查與修正，這無疑增加了工作量，且工作效率低、難以高效地處理多環路管網網絡。
3、且現有的分級技術大多是依賴單一指標（例如連接關系、管段坡度、節點高程）來確定節點間的上下游關系，僅單一指標無法全面地反映管網系統的復雜性，且依靠單一指標做出的決策在缺乏靈活性的同時也難以進行優化。
技術實現思路
1、專利技術目的：本專利技術的目的是提供一種準確
2、技術方案：本專利技術公開的一種管網分級方法，包括以下步驟，
3、s1：獲取管網數據構建有向圖，且有向圖所有的節點構成待分級節點集合，并輸入層級分級n，令n的初始值為0；
4、s2：采用深度優先搜索方式，依據指定的下游節點遞歸遍歷有向圖中所有的上游路徑；
5、s3：識別上游路徑中是否存在環路，若不存在環路，則該上游路徑進入下一步驟；若存在環路，則該上游路徑進入步驟s5；
6、s4：采用多指標遞階決策評價上游路徑，識別其中的主分支，識別到主分支后令n=n+1；
7、s5：基于n值對識別到的主分支的上游路徑及其包含的節點進行分層分級賦值，再基于主分支上的節點分層分級賦值對環路內的節點進行分層分級賦值；
8、s6：判斷待分級節點集合中的節點是否全部被分層分級，若全部被分層分級，則進入下一步驟；若未全部被分層分級，則返回步驟s2；
9、s7：基于節點分級結果對管段進行分層分級；
10、s8：生成包含節點分層分級結果和管段分層分級結果的數據集。
11、進一步的，所述管網數據包括連接管段的節點名稱、管段信息、維護管理信息；將管網數據中連接管段的節點定義為有向圖中的節點，并將連接管段的節點的名稱定義為有向圖中的節點屬性；將管網數據中的管段定義為有向圖的邊，并將管段信息定義為有向圖的邊屬性；其中管段信息包括管段名稱、管段兩端連接的節點名稱、排水類型、管段寬度、管段橫截面積形狀、管段扭曲率、管段坡度變換率以及明渠數量。
12、進一步的，對步驟s4中所述的采用多指標遞階決策評價上游路徑包括以下步驟：
13、s4-1：分別統計所有上游路徑中管段寬度的前百分之一值；
14、s4-2：設定管段寬度的閾值，基于上游路徑中管段寬度的前百分之一值和閾值判斷上游路徑是否符合規定，若存在上游路徑中管段寬度的前百分之一值大于或等于閾值時，則判斷該上游路徑中管段寬度的前百分之一值所屬的上游路徑符合規定，并進入下一步驟；若所有統計的上游路徑中管段寬度的前百分之一值均小于閾值時，則重新設定閾值，直至存在上游路徑中管段寬度的前百分之一值大于或等于閾值；
15、s4-3：識別符合規定的同一條上游路徑中所有管段的排水類型是否一致；
16、若一致，則進行如下判斷：當n≤1時，則判定該上游路徑為最高級路徑，并將最高級路徑作為目標路徑；當n＞1時，則將符合規定且所有管段的排水類型一致的上游路徑定義為待判斷路徑，指定多種篩選方式中的一種方式或結合多種篩選方式中的兩種或兩種以上的篩選方式篩選待判斷路徑中符合條件的上游路徑作為目標路徑；
17、若不一致，則進行如下判斷：選取最大的前百分之一值所屬的上游路徑或唯一一條管段的排水類型不一致的上游路徑作為目標路徑；
18、s4-4：將目標路徑定義為主分支。
19、進一步的，步驟s4-4中的多種篩選方式包括以下方式；
20、管段扭曲率篩選，篩選待判斷路徑中管段扭曲率最低的上游路徑作為目標路徑；
21、管段坡度變換率篩選，篩選待判斷路徑中管段坡度變換率最低的上游路徑作為目標路徑；
22、明渠數量篩選，篩選待判斷路徑中明渠數量最多的上游路徑作為目標路徑；
23、結合多種篩選方式中的兩種或兩種以上的篩選方式指：選擇上述多種篩選方式中的兩種或兩種以上篩選方式；對兩種或兩種以上篩選方式進行排序；依照設定的排序先后使用前述的篩選方式進行篩選，且排序在先的篩選方式篩選出的目標路徑作為排序在后的篩選方式的待判斷路徑。
24、進一步的，對步驟s5中所述的節點進行分層分級賦值的方式如下：對于被識別為主分支的上游路徑及其包含的節點，層級分級賦值為步驟s5中識別到主分支后的n值；對于被識別的環路內的節點的層級分級與該環路外已分級的節點的層級分級賦值相同。
25、進一步的，步驟s6中所述的判斷待分級節點集合中的節點是否全部被分層分級的方式如下：層級分級賦值為n的節點構成中間集合，將中間集合的節點作為下一次節點分層分級的下游節點，并刪除待分級節點集合中的中間集合；判斷待分級節點集合是否為空集，若為空集，則進入下一步驟，若為非空集，則返回步驟s2進行下一次節點的分層分級，直至待分級節點集合為空集。
26、進一步的，步驟s7中所述的對管段進行分層分級的方式為：判斷管段兩端的節點的層級分級賦值是否一致，若一致，則該管段的層級分級賦值與其兩端節點的層級分級相同；若不一致，則該管段的層級分級賦值與其兩端節點的層級分級賦值大的一端的節點相同。
27、基于同樣的專利技術構思，本專利技術還公開一種管網分級系統，包括，
28、有向圖構建模塊，用于獲取管網數據構建有向圖，且有向圖所有的節點構成待分級節點集合，并輸入層級分級n，令n的初始值為0；
29、遞歸遍歷模塊，采用深度優先搜索方式，依據指定的下游節點遞歸遍歷有向圖中所有的上游路徑；
30、環路識別模塊，識別上游路徑中是否存在環路，若不存在環路，則將該上游路徑輸入多指標遞階決策評價模塊；若存在環路，則該上游路徑輸入節點分層分級模塊；
31、多指標遞階決策評價模塊，采用多指標遞階決策評價上游路徑，識別其中的主分支，識別到主分支后令n本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種管網分級方法，其特征在于：包括以下步驟，
2.根據權利要求1所述的管網分級方法，其特征在于：所述管網數據包括連接管段的節點名稱、管段信息、維護管理信息；將管網數據中連接管段的節點定義為有向圖中的節點，并將連接管段的節點的名稱定義為有向圖中的節點屬性；將管網數據中的管段定義為有向圖的邊，并將管段信息定義為有向圖的邊屬性；其中管段信息包括管段名稱、管段兩端連接的節點名稱、排水類型、管段寬度、管段橫截面積形狀、管段扭曲率、管段坡度變換率以及明渠數量。
3.根據權利要求2所述的管網分級方法，其特征在于：對步驟S4中所述的采用多指標遞階決策評價上游路徑包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的管網分級方法，其特征在于：步驟S4-4中的多種篩選方式包括以下方式；
5.根據權利要求3所述的管網分級方法，其特征在于：對步驟S5中所述的節點進行分層分級賦值的方式如下：對于被識別為主分支的上游路徑及其包含的節點，層級分級賦值為步驟S5中識別到主分支后的n值；對于被識別的環路內的節點的層級分級與該環路外已分級的節點的層級分級賦值相同。
7.根據權利要求1所述的管網分級方法，其特征在于：步驟S7中所述的對管段進行分層分級的方式為：判斷管段兩端的節點的層級分級賦值是否一致，若一致，則該管段的層級分級賦值與其兩端節點的層級分級相同；若不一致，則該管段的層級分級賦值與其兩端節點的層級分級賦值大的一端的節點相同。
8.一種管網分級系統，其特征在于：包括，
9.一種電子設備，其特征在于：包括一個或多個處理器、一個或多個存儲器以及一個或多個程序，所述程序存儲在存儲器中并被配置為由處理器執行，所述程序被加載至處理器時實現根據權利要求1至7任一項所述的管網分級方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于：所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序包括程序指令，所述程序指令當被處理器執行時使處理器執行根據權利要求1至7任一項所述的管網分級方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種管網分級方法，其特征在于：包括以下步驟，
2.根據權利要求1所述的管網分級方法，其特征在于：所述管網數據包括連接管段的節點名稱、管段信息、維護管理信息；將管網數據中連接管段的節點定義為有向圖中的節點，并將連接管段的節點的名稱定義為有向圖中的節點屬性；將管網數據中的管段定義為有向圖的邊，并將管段信息定義為有向圖的邊屬性；其中管段信息包括管段名稱、管段兩端連接的節點名稱、排水類型、管段寬度、管段橫截面積形狀、管段扭曲率、管段坡度變換率以及明渠數量。
3.根據權利要求2所述的管網分級方法，其特征在于：對步驟s4中所述的采用多指標遞階決策評價上游路徑包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的管網分級方法，其特征在于：步驟s4-4中的多種篩選方式包括以下方式；
5.根據權利要求3所述的管網分級方法，其特征在于：對步驟s5中所述的節點進行分層分級賦值的方式如下：對于被識別為主分支的上游路徑及其包含的節點，層級分級賦值為步驟s5中識別到主分支后的n值；對于被識別的環路內的節點的層級分級與該環路外已分級的節點的層級分級賦值相同。
6.根據權利要求5所述的管網分級方法，其特征在于：步驟s6中所述的判斷待分級節點集...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒銳，陳星，魏欣星，陳雨寧，
申請(專利權)人：北京英特利為環境科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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